计量不确定度评估要点分析

胡 方

开封市质量技术监督检验测试中心 河南 开封 475000

引言

计量是利用技术和法治手段实现单位统一和量值准确性、可靠性的测量。计量过程中使用的量具和测量仪器是标准的,用它们来校准、检定受检量具和仪器设备,确保受检仪器在测量的时候所测量的结果准确、可靠。但是计量过程中,受到一些客观与主观因素,计量结果会出现一定的不确定性,计量不确定度是与测量结果关联的一个参数,测量结果的好坏用误差来衡量,但是测量误差只是表示测量的短期治疗,测量过程是否受控,测量结果是否稳定,测量能力是否符合生产盈利的要求,这就需要测量不确定度来衡量,不确定值越大,则表示测量能力越差。计量不确定度评估目前尚且没有定论,是无法确定的问题。因此,探讨计量不确定度评估要点,对控制计量不确定因素具有重要意义。

随着科学技术的发展,测量手段和测量技术不断进步,关于测量不确定度评估方法也在不断完善.

1 影响计量不确定度的因素

1.1 计量设备质量缺陷

如果计量设备存在质量缺陷,那么就会增加计量的不确定度。计量设备在生产过程中,由于生产厂家没有严格控制产品的生产质量。生产厂家的质量检测人员在出厂的时候,将有质量问题的产品出厂。比如计量设备的读数存在一定的偏差,无法做到读数精准的要求,计量设备在校准、计量过程中,由于设备本身存在一定的缺陷。随着计量设备使用时间越长,则计量设备的计量偏差越大,最终影响到计量结果。

1.2 计量人员操作不当

计量人员作为计量工作的具体实施者,计量人员的理论水平和操作技能直接关系到计量工作的准确性。然而在实际操作过程中,由于计量人员缺乏计量工作经验,没有按照计量工作标准和要求进行操作,操作人员的技术水平达不到计量工作要求,导致操作失误,最后导致计量结果不准确,从而导致计量结果出现很大的偏差。当前,现有的计量工作人员综合素质不高计量设备的种类十分丰富,包括仪器仪表、量具、测量装置等,每一种计量设备的操作要点不同,在实际操作中,如果计量人员没有认真按照操作要求进行操作,就可能导致计量结果不确定。

1.3 环境因素

随着科学技术的进步,计算机信息技术、传感技术、电力电子技术等现代先进技术广泛应用在计量设备中,极大地提高计量工作的效率和准确度。与此同时,这些现代化计量设备对工作环境比较敏感,计量的温度、湿度、压力、电磁场、电磁波都可能影响到计量仪器仪表的工作,并最终影响到计量结果,从而导致计量结果出现不确定度。一些设备受到温度影响,可能出现热胀冷缩的现象。比如夏季高温天气,流量计的导热性能比较好,周围的温度比较高,则流量表上升速度比较快,导致测量值和实际数值有很大的关系。

2 计量不确定度概念和计算公式

根据JJF1001-1998-《通用计量术语及定义》中对测量不确定度的定义,测量不确定度是独立存在,并与测量结果相互联系。在测量过程中,应该包括测量不确定度,测量不确定度用标准偏差表示时称为标准不确定度。根据上述内容可以得知,测量结果的不确定度是由多种因素造成的,对每一个不确定度来源评定为标准偏差,称之为标准不确定度分量,用ui表示。

2.1 不确定度的A 类评定

极差法指在重复条件下,用独立测量n次,得到最大测量值和最小测量值,然后用最大测量值减去最小测量值得到的差值。在实际测量过程中,为了提高测量效率,得到测量标准不确定度,往往采用极差法。只需要对检测量进行2到3次的测量,就可以得到测量的极差值,从而计算出单次测量的标准不确定度,其计算公式如下：

其中公式中的dn指的是极差的系数,极差的系数与测量的次数n相关。

2.2 不确定度B类评定

用不同观测列统计分析评定计量标准不确定度的方法称之为不确定B类评定方法,使用不确定B 类评定方法获得标准不确定度值称之为B类不确定度分量,用符号uB表示。这是试验或者其他信息进行分析判断,具有主观鉴定成分,对于某项不确定度分量评定方法,需要结合实际情况选择不确定A 类评定方法或者不确定B 类评定方法。目前,不确定B 类评定方法应用比较广泛。B类不确定度评定方法是根据计量工作经验或者相关信息,判断测量结果可能出现的区间-),然后根据被测量数值的概率分布确定K 值,B 类评定标准不确定度计算公式如下：

2.3 合成标准不确定度

如果测量结果是由若干个其他量的求得值,并按照其他量的方差和协方差求得的标准不确定度值称之为合成标准不确定度。合成标准不确定度是测量结果标准偏差的估算值,一般用符号uc表示。其中方差指的是标准偏差的平方,协方差指的是相关性导致的方差。合成标准不确定度的自由度指的是有效自由度,一般用符号uc表示,它的数值反应了计量不确定评定结果的可靠性和准确度。

结束语

综上所述,计量工作中,受到计量工具质量缺陷、计量工作人员业务能力、计量工作周围环境等因素的影响,导致计量结果出现不确定度。因此,在确定计量不确定度时候,要根据测量的实际情况,选择合适的评定方法,降低计量工作的不确定性。